CN102931724B - 电力输变电智能化视频监控*** - Google Patents
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Abstract
一种电力输变电智能化视频监控***，其基于IP网络构建了星形拓扑、三级联网的架构；第一级为监控现场，在各个变电站内或各个高压线路沿线对应设置若干个监控点，通过设置采集装置来获取相应的监测数据；所述监测数据包含监测所述监测点获得的视频图像信息；第二级为分公司监控中心，由各个分公司监控中心对辖区内设置的多个变电站的监控点或多个高压线路的监控点进行监测控制，并对监测数据进行集中管理；第三级为电力总公司调度监控中心，由电力总公司调度监控中心对各个所述分公司监控中心上传的监测数据进行统一管理及调控。本发明将分散、独立的监控采集点进行联网，实现跨区域、大范围的统一监控、统一存储、统一管理、资源共享。
Description
技术领域
本发明涉及电力领域的监控***，特别涉及一种电力输变电智能化视频监控***。
背景技术
输变电设备监控，一直以来都是电网建设和管理的重点。随着各类数据采集及监控***的深入扩展应用，综合EMS（能量管理***）、PMU（同步相量测量装置）以及继电保护、安全自动装置、故障录波等各类实时数据信息，我们已经逐步实现对电网调度一体化的实时监控，即遥测、遥信、遥控、遥调。但是，对输变电设备运行状况的监控，仅仅关注电压、电流等数据还是不够，如果调度无法直观地了解现场的环境情况，就无法解决现场防火、防盗、防爆、防渍等问题，很多按“无人值守”建设的变电站不得不以“少人值守”的模式运行。
即是说，由于没有办法进行远程视频监控，将无法及时了解高树成长对高压输变电线路的威胁，无法及时捕捉和预防输变电设备人为破坏的危险，在遭遇冰冻雨雪时，无法人工巡线的问题依旧存在。而高压输变电线路通常都是远离居住区，要是有专门的维护人员进行看管不仅成本增加，而且也不利于维护人员人身安全。因此，电力***工作效率及安全监护水平难以提高。
为此，目前将电网视频监控***作为智能电网的一个重要组成部分，广泛应用于电网的建设、生产、经营等方面。然而，由于视频监控***在不同的建设时期选用了不同的技术和不同厂家的产品，导致了标准不统一、技术路线不一致。不同的视频监视***很难互联互通，因此，难以实现统一监控、统一存储、分级控制、分域管理，无法满足视频监控***全局化、整体化的发展的需求。
发明内容
针对应用规模大、集成度高、需求定制、存储量大的监控需求，本发明的目的是提供一种分布式体系结构的电力输变电智能化视频监控***，利用不同传输方式对各类前端监控点图像信息进行整合，并提供视频资源存储、共享，并为视频资源的深度应用提供接口，实现对所有联网资源的控制和管理。
为了达到上述目的，本发明的技术方案是提供一种电力输变电智能化视频监控***，其基于IP网络构建了星形拓扑、三级联网的架构；
其中，第一级为监控现场，在各个变电站内或各个高压线路沿线对应设置若干个监控点，通过设置采集装置来获取相应的监测数据；所述监测数据包含监测所述监测点获得的视频图像信息；
第二级为分公司监控中心，由各个分公司监控中心对辖区内设置的多个变电站的监控点或多个高压线路的监控点进行监测控制，并对监测数据进行集中管理；
第三级为电力总公司调度监控中心，由电力总公司调度监控中心对各个所述分公司监控中心上传的监测数据进行统一管理及调控。
在一个优选的实施例中，在所述变电站下属的监控点中设置有模拟摄像机，所述模拟摄像机通过同轴电缆连接至该监控点内的一个视频***；监控点的视频***将监测到的视频信号转化为光信号，并利用光纤将光信号传输至位于所述变电站内的另一个视频***；
所述变电站内的视频***再通过同轴电缆与数字硬盘录像机连接，所述数字硬盘录像机对视频信号进行模数转换，并在电脑硬盘中进行前端存储；所述数字硬盘录像机还将数字式的视频信号接入该变电站内的数据总线；
在变电站内设置有监控客户端，对发送至数据总线上的监测数据进行实时查看、历史回看及相应的操控处理；所述变电站通过电力视频专网接入IP网络，将发送到数据总线的监控数据上传至所述IP网络。
在一个优选的实施例中，在所述变电站下属的监控点中设置有网络摄像机，直接采集并输出数字式的视频信号；所述网络摄像机通过电力视频专网连接至监控点内的光网络单元；
所述光网络单元再通过光纤连接至该变电站内的光纤汇接机构；在变电站内设置有监控客户端，对发送至光纤汇接机构上的监测数据进行实时查看、历史回看及相应的操控处理；所述变电站还通过电力视频专网接入IP网络，将发送到光纤汇接机构的监控数据上传至所述IP网络。
在一个优选的实施例中，在变电站下属还设置有环境监控点，环境监控点中进一步设置有门禁控制，温度、压力或气体浓度监测的多种传感器，报警按钮，或对讲装置中的任意一种或任意几种的组合；
由环境监控点采集到的监测数据，通过该环境监控点内设置的模拟量检测模块转换成数字式，并通过与该模拟量检测模块连接的光网络单元，将数字式的监测数据传输至所述变电站内的光纤汇接机构，进而上传至所述IP网络。
所述光纤汇接机构通过光纤连接至分公司监控中心内设置的光线路终端，经由所述光线路终端将监测数据发送至所述分公司监控中心；
所述分公司监控中心设置有分公司视频监控平台，对经由所述光线路终端上传至数据总线的监控数据进行查看及操控；所述分公司监控中心还通过电力视频专网接入所述IP网络，将监控数据上传至所述IP网络。
在所述高压线路中设置指定的输电铁塔作为应急监控点，所述应急监控点中进一步设置有包括监控摄像头和视频服务器的监控前端设备，来获取应急监控点的监测数据；
所述监控前端通过网线连接至该应急监控点处设置的无线基站，再通过基于移动GPRS网络与该无线基站实现通信的其他若干个无线基站对无线的监测数据进行转发；转发末端的无线基站通过连接通信服务器；
所述应急监控点通过电力视频专网接入IP网络，将通信服务器接收的无线的监测数据通过视频安全边界接入平台上传到所述IP网络。
所述应急监控点还包含由操作人员随身携带或手持的单兵设备，所述单兵设备通过3G网络把现场采集的图像视频通过3G基站进行无线的即时回传，进而通过该应急监控点将图像视频上传到所述IP网络。
在一个优选的实施例中，所述IP网络通过电力视频专网连接至电力总公司调度监控中心的视频监控平台；所述视频监控平台通过运营商VPN专线，将监控数据传输至相关的政府职能部门；
在政府职能部门分别设置监控客户端，对发送至该部门的数据总线上的监测数据进行实时查看、历史回看及相应的操控处理；在所述政府职能部门还设置有接收监控数据进行数字图像解码的IP数字矩阵，以及接收IP数字矩阵输出的监控图像视频进行显示的电视墙。
在另一个优选的实施例中，所述IP网络通过安全边界接入平台连接至电力总公司调度监控中心的辖区以外的其他IP网络，再经由所述的其他IP网络连接至国家电网总公司，并将监测数据发送至国家电网总公司；
所述国家电网总公司设置有监控客户端，对接收到的监测数据进行实时查看、历史回看及相应的操控处理；所述国家电网总公司还设置有接收监控数据进行数字图像解码的IP数字矩阵，以及接收IP数字矩阵输出的监控图像视频进行显示的电视墙。
在还有一个优选的实施例中，所述IP网络直接通过电力视频专网连接至电力行业的其他业务部门，并将监测数据发送至这些业务部门；在这些业务部门各自设置有监控客户端，对接收到的监测数据进行实时查看、历史回看及相应的操控处理；在这些业务部门还设置有接收监控数据进行数字图像解码的IP数字矩阵，以及接收IP数字矩阵输出的监控图像视频进行显示的电视墙。
本发明所述电力输变电智能化视频监控***，其优点在于：本发明所述***可根据电力行业的特点，实现先进的电站与电网线路自动化远程监控，具有高度的集成性及扩展性，通过IP网络有效地将***的各个设备在统一的平台内进行管理；整个***基于分布式体系结构，采用集中管理、分布控制、前端独立的方式构建，各类前端监控点图像信息利用不同传输方式进行整合。
各级监控中心可实现各所属站端监控资源信息的监测，视频资源的存储共享，并为视频资源的深度应用提供接口（例如，可以提供RJ45的接口以及报警输入接口，当发生报警时，可联动多个设备协同工作；或者，提供语音输入/输出接口，可以方便监控中心的管理人员和监控点的人员进行语音交流）。
本发明将分散、独立的监控采集点进行联网，实现跨区域、大范围的统一监控、统一存储、统一管理、资源共享。本发明通过获取实时监控数据，帮助各行业用户提供清晰直观的管理方式，缩短决策时间，提高工作效率，提高监控区域的安全等级；通过回看历史记录的视频监视图像，还可以作为对事故追忆的有效手段，帮助技术人员查看事故发生时变电站的状况，从而尽可能地找到事故发生的原因。
附图说明
图1是本发明所述电力输变电智能化视频监控***的拓扑结构示意图；
图2是本发明所述电力输变电智能化视频监控***的架构图。
具体实施方式
如图1所示，本发明所述电力输变电智能化视频监控***，基于IP网络构建，采用星形拓扑、三级联网的管理模式，即，第一级为监控现场，在各个变电站内及高压线路沿线对应设置若干个监控点；第二级为分公司调度中心，由供电公司的监控中心对所属的多个变电站的监控点进行监测控制及资源集中管理，由超高压公司对所属的多个高压线路的监控点进行监测控制及资源集中管理；第三级为电力总公司调度中心，由其设置的调度监控中心的视频监测平台再对所属的供电公司及超高压公司等管理的监测资源进行统一管理及调控。
具体的，请参见图2所示，对于在变电站所属各个监控点中已经建立的监控点中，仍然使用的模拟摄像机，可以通过同轴电缆（BNC）先连接至监控点内的视频***，将监测到的视频信号转化为光信号，并利用光纤将信号传输至变电站内的视频***。变电站内的视频***再通过同轴电缆与数字硬盘录像机（DVR）连接，由数字硬盘录像机将模拟视频信号转化为数字信号，并在电脑硬盘中进行前端的数字化存储。
数字硬盘录像机一般集合了录像机、画面分割器的功能，用户可以通过该数字硬盘录像机来控制摄像机的启闭，从而实现移动侦测功能。数字硬盘录像机还将数字式的视频信号上传到变电站内的数据总线上，可以使变电站内的监控客户端也接入数据总线，对监控视频进行实时查看、历史回看及其他相应的操控处理。变电站通过电力视频专网接入IP网络，将监控视频等数据进行上传。
对于在变电站所属各个监控点中新建的监控点，一般使用网络摄像机（IPC）从图像采集开始就进行数字化处理，即能够直接形成数字式的视频信号便于后续网络传输。根据变电站内的实际布控需要，设置了球型或枪型等各种形状及性能的网络摄像机。每个网络摄像机通过电力视频专网连接一个光网络单元（ONU），光网络单元再各自通过光纤连接至变电站内的一个光纤汇接机构。另外，变电站下属还可以设置若干个环境监控点，设置了例如是门禁控制，温度、压力、气体浓度监测的各种传感器，报警按钮，及对讲装置等，这些装置监测的数据通过连接的模拟量检测模块转成数字式，并通过光网络单元也连接至所述光纤汇接机构。
所述光纤汇接机构另外通过光纤连接光线路终端（OLT），从而可以将视频及其他监控数据发送至分公司监控中心。所述分公司监控中心内设置有分公司视频监控平台，对经由光线路终端上传至数据总线的这些监控数据进行查看及操控；还设置有电视墙及IP数字矩阵，所述IP数字矩阵连接至数据总线以接收监控数据进行数字图像解码，并输出模拟图像到电视墙进行监控图像视频的显示。所述的分公司监控中心还通过电力视频专网接入所述IP网络进行数据传输。
对于高压线路监控来说，可以根据需要选择指定的输电铁塔作为应急监控点，来设置监控前端设备（包括监控摄像头和视频服务器），监控前端通过网线连接至无线基站，再经由基于移动GPRS网络的若干个无线基站进行数据传送；最末端的无线基站通过连接通信服务器，将无线视频信号等通过视频安全边界接入平台再接入到IP网络，便于后续进行统一管理和媒体分发。应急监控点还包含单兵设备（即，3G移动视频服务器），一般由操作人员随身携带或手持前往现场，可以通过3G网络把现场采集的真实影像即时通过3G基站回传，也通过视频安全边界接入平台接入到IP网络。
IP网络还通过电力视频专网连接至市级电力总公司的视频监控平台。由电力总公司的视频监控平台通过运营商VPN专线，将监控数据传输至市应急办、市安监局等相关的政府职能部门。在这些政府职能部门可以设置监控客户端，对经由专线传输至数据总线的监控视频等进行实时查看、历史回看及其他相应的操控处理；还通过设置IP数字矩阵来连接数据总线，接收监控数据进行数字图像解码后，发送至电视墙进行输出显示。
另外，IP网络还可以通过安全边界接入平台连接至其他区域的IP网络，再经由这些其他的IP网络连接至国家电网总公司。又或者，IP网络也可以直接通过电力视频专网连接至市电力的其他业务部门。在国家电网总公司及市电力的其他业务部门各自设置有与上述类似的监控客户端、IP数字矩阵及电视墙等设备。因此，对于不同级别的电力调度指挥中心和各分控中心，都可以对管辖范围内的多个本地和远程监控点前端进行实时监控，不同的用户可根据职务分配不同的控制权限。现场图象可根据地点分成监控组，以1/4/8/9/12/16分屏方式在电视墙显示，组内图象可自动轮巡，切换时间可以任意调节，可设置手动录像、计划录像和报警自动录像等多种录像方式。
综上所述，本发明所述电力输变电智能化视频监控***能够实现图像视频和各种报警信号远程的监控采集、传输和管理。***以IP网络为核心，融合了计算机、通讯、互联网、数字多媒体、存储、信息安全等多种先进的技术，支持被监控资源通过光网络、以太网、无线网络等多种方式接入，将分散、独立的监控采集点进行联网，实现跨区域、大范围的统一监控、统一存储、统一管理、资源共享；帮助各行业用户提供清晰直观的管理方式，缩短决策时间，提高工作效率，提高监控区域的安全等级。
尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。
Claims (10)
1.一种电力输变电智能化视频监控***，其特征在于：
所述视频监控***基于IP网络构建了星形拓扑、三级联网的架构；
其中，第一级为监控现场，在各个变电站内或各个高压线路沿线对应设置若干个监控点，通过设置采集装置来获取相应的监测数据；所述监测数据包含监控所述监测点获得的视频图像信息；
第二级为分公司监控中心，由各个分公司监控中心对辖区内设置的多个变电站的监控点或多个高压线路的监控点进行监测控制，并对监测数据进行集中管理；
第三级为电力总公司调度监控中心，由电力总公司调度监控中心对各个所述分公司监控中心上传的监测数据进行统一管理及调控；
其中，在高压线路中设置指定的输电铁塔作为应急监控点，所述应急监控点中进一步设置有包括监控摄像头和视频服务器的监控前端设备，来获取应急监控点的监测数据；
所述监控前端通过网线连接至该应急监控点处设置的无线基站，再通过基于移动GPRS网络与该无线基站实现通信的其他若干个无线基站对无线的监测数据进行转发；转发末端的无线基站通过连接通信服务器将监测数据上传。
2.如权利要求1所述电力输变电智能化视频监控***，其特征在于，
在所述变电站下属的监控点中设置有模拟摄像机，所述模拟摄像机通过同轴电缆连接至该监控点内的一个视频***；监控点的视频***将监测到的视频信号转化为光信号，并利用光纤将光信号传输至位于所述变电站内的另一个视频***；
所述变电站内的视频***再通过同轴电缆与数字硬盘录像机连接，所述数字硬盘录像机对视频信号进行模数转换，并在电脑硬盘中进行前端存储；所述数字硬盘录像机还将数字式的视频信号接入该变电站内的数据总线；
在变电站内设置有监控客户端，对发送至数据总线上的监测数据进行实时查看、历史回看及相应的操控处理；所述变电站通过电力视频专网接入IP网络，将发送到数据总线的监控数据上传至所述IP网络。
3.如权利要求1所述电力输变电智能化视频监控***，其特征在于，
在所述变电站下属的监控点中设置有网络摄像机，直接采集并输出数字式的视频信号；所述网络摄像机通过电力视频专网连接至监控点内的光网络单元；
所述光网络单元再通过光纤连接至该变电站内的光纤汇接机构；在变电站内设置有监控客户端，对发送至光纤汇接机构上的监测数据进行实时查看、历史回看及相应的操控处理；所述变电站还通过电力视频专网接入IP网络，将发送到光纤汇接机构的监控数据上传至所述IP网络。
4.如权利要求1或3所述电力输变电智能化视频监控***，其特征在于，
在变电站下属还设置有环境监控点，环境监控点中进一步设置有门禁控制、温度传感器、压力传感器、气体浓度监测传感器、报警按钮、对讲装置中的任意一种或任意几种的组合；
由环境监控点采集到的监测数据，通过该环境监控点内设置的模拟量检测模块转换成数字式，并通过与该模拟量检测模块连接的光网络单元，将数字式的监测数据传输至所述变电站内的光纤汇接机构，进而上传至所述IP网络。
5.如权利要求4所述电力输变电智能化视频监控***，其特征在于，
所述光纤汇接机构通过光纤连接至分公司监控中心内设置的光线路终端，经由所述光线路终端将监测数据发送至所述分公司监控中心；
所述分公司监控中心设置有分公司视频监控平台，对经由所述光线路终端上传至数据总线的监控数据进行查看及操控；所述分公司监控中心还通过电力视频专网接入所述IP网络，将监控数据上传至所述IP网络。
6.如权利要求1所述电力输变电智能化视频监控***，其特征在于，
所述应急监控点通过电力视频专网接入IP网络，将通信服务器接收的无线的监测数据通过视频安全边界接入平台上传到所述IP网络，用于进行统一管理和媒体分发。
7.如权利要求6所述电力输变电智能化视频监控***，其特征在于，
所述应急监控点还包含由操作人员随身携带或手持的单兵设备，所述单兵设备通过3G网络把现场采集的图像视频通过3G基站进行无线的即时回传，进而通过该应急监控点将图像视频上传到所述IP网络。
8.如权利要求1所述电力输变电智能化视频监控***，其特征在于，
所述IP网络通过电力视频专网连接至电力总公司调度监控中心的视频监控平台；所述视频监控平台通过运营商VPN专线，将监控数据传输至相关的政府职能部门；
在政府职能部门分别设置监控客户端，对发送至该部门的数据总线上的监测数据进行实时查看、历史回看及相应的操控处理；在所述政府职能部门还设置有接收监控数据进行数字图像解码的IP数字矩阵，以及接收IP数字矩阵输出的监控图像视频进行显示的电视墙。
9.如权利要求1所述电力输变电智能化视频监控***，其特征在于，
所述IP网络通过安全边界接入平台连接至电力总公司调度监控中心的辖区以外的其他IP网络，再经由所述的其他IP网络连接至国家电网总公司，并将监测数据发送至国家电网总公司；
所述国家电网总公司设置有监控客户端，对接收到的监测数据进行实时查看、历史回看及相应的操控处理；所述国家电网总公司还设置有接收监控数据进行数字图像解码的IP数字矩阵，以及接收IP数字矩阵输出的监控图像视频进行显示的电视墙。
10.如权利要求1所述电力输变电智能化视频监控***，其特征在于，
所述IP网络直接通过电力视频专网连接至电力行业的其他业务部门，并将监测数据发送至这些业务部门；在这些业务部门各自设置有监控客户端，对接收到的监测数据进行实时查看、历史回看及相应的操控处理；在这些业务部门还设置有接收监控数据进行数字图像解码的IP数字矩阵，以及接收IP数字矩阵输出的监控图像视频进行显示的电视墙。
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